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在动植物的胚胎发育过程中,一个受精卵细胞需要经过多次分裂与分化才能形成具有复杂结构的组织和器官,这种有序结构的形成需要细胞在分裂时必须沿着特定的分裂位点(或平面)进行细胞质分裂,而不能随意选取其它位点,因而,在细胞分裂时能够正确地选择分裂的位点对于胚胎的正常发育是非常重要的。以酿酒酵母为代表的多种芽殖酵母在细胞分裂时其细胞质分裂的位点也不是随机的,而是受到前一个细胞周期留下的空间地标的控制,研究这些空间地标的组成及其作用机制对于揭示细胞分裂位点的空间调控机制具有重要的科学意义。在芽殖酵母中,细胞质分裂的位置是直接受出芽位点选择过程控制的,后者发生在细胞周期开始后不久,因为芽体所在的位置就是未来发生细胞质分裂的位置,因而,通过对出芽位点的选择方式进行研究就可以揭示细胞如何选择细胞质分裂的平面。在众多芽殖酵母种类中,酿酒酵母的出芽位点选择过程被研究得最清楚,它具有轴向出芽和双极出芽两种选择方式。解脂耶氏酵母也是一种芽殖酵母,它在进化上与酿酒酵母亲缘关系较远,与酿酒酵母不同,解脂耶氏酵母只有双极出芽一种选择方式。本研究针对解脂耶氏酵母双极出芽的调控机制进行了探索。Rsr1及其调控因子在酿酒酵母中控制着出芽位点的选择,我们在解脂耶氏酵母基因组中找到了酿酒酵母Rsrl的同源蛋白,命名为YlRsr1。通过对其编码基因进行缺失,我们发现YlRsr1参与了对双极出芽的控制,且与酿酒酵母Rsrl相似,YlRsr1控制双极出芽过程需要其在GTP-和GDP-两种构型之间进行快速转换。但是YlRSR1基因缺失后只有部分细胞(60%)的出芽位点选择方式由双极出芽转变为随机出芽,这与酿酒酵母中RSRl缺失后几乎全部的细胞(大于90%)都进行随机出芽是不同的,因此在这两种酵母中细胞进行出芽位点选择的调控方式可能是不同的。这表明可能还存在其它基因也参与了对解脂耶氏酵母出芽位点选择的调控。随后我们发现YlRas2也参与了对出芽位点选择的调控,缺失其编码基因后也不能使全部的细胞的出芽位点选择方式发生改变,仍有22%的细胞可以进行双极出芽。只有当YlRsr1和YlRas2都丧失了控制出芽位点选择的功能以后,细胞才完全丧失了进行双极出芽的能力(90%以上的细胞进行随机出芽)。这是首次发现关于Ras蛋白参与了对细胞出芽位点选择的调控。并且我们发现YlRas2的GTP/GDP循环以及膜定位在其调节细胞出芽位点选择过程中有非常重要的作用,但不是必需的。这与酿酒酵母中的Rsrl是不同的,表明这两个蛋白在参与调控细胞的出芽位点选择过程中的作用方式可能是不同的。我们还发现在Ylras2A突变体中,Y1RS2基因的缺失导致细胞死亡,激活型的YlRsr1Q63L突变体就可以挽救这一双缺致死效应。因此,在Ylras2△突变体中,YlRsr1参与了对细胞生长的调控,并且该调控过程也不需要其在GTP-和GDP-两种构型之间进行快速转换。我们发现在诱导菌丝形成的培养条件下,Ylrsrl△和Ylras2A突变体细胞的双极出芽缺陷减弱,猜测这可能与它们参与调控细胞极性生长和形态发生有关,因此我们探索了YlRsr1是否参与了该过程。我们的实验结果表明YlRsr1参与了对细胞极性生长和形态发生的控制。缺失YIRSR1基因后,酵母型细胞不能进行正常的极性生长,与野生型细胞相比细胞变大,出现多个细胞核,部分细胞连在一起形成多芽和短的细胞链结构。YIRSR1缺失后假菌丝以及菌丝也不能进行正常生长,与野生型细胞相比,细胞形成的假菌丝大量增加,单个细胞以及假菌丝中的母细胞的长度变短。YlRsr1的这一功能与白色念珠菌中CaRsr1参与调控细胞的极性生长和形态发生是类似的,但与CaRsr1不同的是YlRsr1的GTP/GDP循环在其参与调控细胞极性生长和形态发生过程中不是必需的,激活型YlRsr1Q63L突变体就可以很好的挽救Ylrsr1△突变体具有的细胞形态缺陷。我们也对YlRsr1的调节蛋白进行了研究。根据氨基酸序列分析以及Ylbud2A突变体具有的双极出芽缺陷,我们认为YlBud2可能作为YlRsr1的GAP (GTPase-activating protein)帮助YlRsr1水解GTP。但是目前YlRsr1的GEF (guanine nucleotide-exchange factor)并不清楚。YlCdc25被认为是YlRas2的GEF,但是我们发现与Ylras2A突变体相比,Ylcdc25突变体细胞表现出更加缺陷的双极出芽缺陷,并且部分酵母型细胞变大,这表明YlCdc25可能还参与调节其它的蛋白。YlCdc25在细胞中的定位方式与酿酒酵母中的Bud5(Rsr1的GEF)是一致的,因此我们认为YlCdc25除了作为YlRas2的GEF以外,可能也是YlRsr1的GEF,帮助YlRsr1结合GTP。但由于Ylcdc25突变体的细胞形态与YlRsr1的失活型突变体Ylrsr1K16N的细胞形态有很大差别,因此我们认为还存在其它的蛋白作为GEF参与调节YlRsr1的GTP/GDP循环。我们也对解脂耶氏酵母中可能的双极出芽地标蛋白的功能进行了研究。研究结果表明YlRax1和YlRax2都参与了对细胞双极出芽的调控。YXRAX1和YXRAX2基因单缺失和双缺失后均影响了细胞正常的出芽位点选择,使部分细胞的出芽位点选择方式由双极出芽转变为单极出芽,并且单缺失和双缺失对细胞的双极出芽产生了相同的影响。YlRax2可以定位在细胞的分裂处以及子细胞和母细胞的远端,在分裂处的定位可以持续好几个细胞周期,并且这种定位方式依赖于YlRax1。YlRax1和YlRax2参与调控细胞的双极出芽的特点与酿酒酵母中的双极出芽地标蛋白Rax1和Rax2是类似的,因此我们认为YlRaxl和YlRax2在调控细胞出芽位点选择过程中的功能和定位是相互依赖的,它们可能作为地标蛋白参与对细胞双极出芽的调节,但可能还存在其它的蛋白发挥类似的功能。解脂耶氏酵母中另一个可能的双极出芽地标蛋白YlBud8不参与调控细胞的双极出芽,只参与对细胞形态的调控,YIBUD8缺失后促进了假菌丝的形成。我们通过zeta介导的随机插入突变,筛选有双极出芽缺陷的突变体。并对突变体进行鉴定试图找到一些参与调控出芽位点选择的新基因,但很遗憾目前没有分离到感兴趣的基因,该实验仍在进行。